ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: INFLUÊNCIA DO ÍON SULFATO NA CORROSÃO DO AÇO-CARBONO
AUTORES: PINHEIRO, G. L. (UECE) ; ABREU, F. D. (UECE) ; MAGALHÃES, C. E. C. (UECE) ; SILVA, R. C. B. (UECE)
RESUMO: O aço-carbono, em estruturas expostas à atmosfera, fica susceptível a efeitos deletérios, acentuados pela ocorrência de chuva ácida. Neste trabalho, é apresentado o efeito de íons sulfato na corrosão do aço-carbono em meio ácido. Foi realizado o ensaio de imersão com perda de massa de aço. A taxa de corrosão foi estimada em termos de perda de massa e em termos de Fe total em solução. A superfície do aço foi analisada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura. A taxa de corrosão cresce com o aumento da concentração de íons sulfato, e o seu valor diminui a partir de 0,2 molL-1 e de íons Fe total tende a aumentar. As micrografias revelam que a corrosão é uniforme. Conclui-se que o sulfato afeta a corrosão do aço, promovendo a formação de produtos insolúveis sobre a sua superfície.
PALAVRAS CHAVES: íons sulfato, corrosão, aço de baixo carbono
INTRODUÇÃO: O aço-carbono é um material importante para a engenharia moderna. Este fato é constatado pelo acentuado uso deste material na construção civil. Devido ao seu imenso uso, o aço carbono é responsável pela maior parte dos custos da corrosão, seja em medidas de proteção ou pela substituição do material já corroído [1]. Vários são os fatores que afetam o processo de corrosão, entre eles, a temperatura, a umidade, os compostos presentes no meio e os microorganismos, sejam estes, bactérias, fungos e/ou vírus [2]. Observa-se que o aço, material metálico mais usado em estruturas expostas à atmosfera, fica bastante susceptível a efeitos deletérios [3]. Além disso, tem-se que nas proximidades de indústrias, é freqüente a poluição por gases emitidos, acarretando a chuva ácida que acentua ainda mais estes efeitos de desgaste do aço [1]. A chuva ácida é constituída por ácidos, entre estes, o ácido sulfúrico. Sendo o sulfato (SO4-2) um ânion que provém do ácido sulfúrico, é interessante verificar a sua contribuição para aqueles efeitos, sejam de acentuação ou de inibição, pois o conhecimento das condições corrosivas possibilita a minimização de desgaste e conseqüente aumento de vida útil do material, além de uma melhor escolha da periodicidade de manutenção das construções. No presente trabalho é apresentada a investigação do efeito de íons sulfato na corrosão do aço-carbono em meio ácido. Para este efeito, foi realizado o ensaio de imersão com perda de massa de amostras de aço de baixo carbono com uma estimativa da taxa de corrosão em termos de perda de massa e em termos de Fe total em solução. A superfície das amostras de aço foi analisada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV).
MATERIAL E MÉTODOS: Foi realizado o ensaio de imersão com perda de massa de amostras de aço de baixo carbono, de aproximadamente 1cm2 de área de superfície exposta. As amostras de aço foram polidas em politriz de bancada, da MAXPLAN, consecutivamente, em lixas d água 220, 600 e 1200. Em seguida, eram lavadas em água destilada, desengorduradas em banho ultrasônico contendo álcool etílico e, em seguida, secadas. A solução de trabalho usada foi H2SO4 1,0M, preparada conforme procedimento padrão, a qual era adicionado sulfato de sódio (Na2SO4) em concentrações variadas. A perda de massa das amostras do metal foi medida para tempos pré-estabelecidos: 1, 4, 10, 15 e 24 horas. As massas eram medidas em balança analítica de precisão, da BIOPRECISA, modelo FA2104N. A taxa de corrosão, com incerteza de 0,1mg.cm-2.h-1, foi estimada em termos de perda de massa e em termos do teor de Fe total em solução. A concentração de Fe foi determinada pela técnica de espectrometria de absorção atômica com chama, usando o espectrofotômetro da Varian, modelo SPECTRAA 55. A superfície das amostras de aço foi analisada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), utilizando o microscópio eletrônico, da ZEISS DSM92. Todas as medidas foram realizadas a temperatura ambiente (27oC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 exibe os dados do ensaio de imersão com perda de massa, onde se tem a quantidade de massa liberada do aço de baixo carbono em função do tempo e da concentração de íons SO42- acrescentados à solução de H2SO4. Observa-se o aumento linear da perda de massa com o tempo para as diferentes concentrações de SO42-. Este fato é indicativo que o processo de corrosão tenha em suas etapas principais uma etapa de ativação, a qual esteja controlada pela presença de íons SO42-. As taxas de corrosão do aço em função da concentração de íons sulfato acrescentados à solução são 0,2, 0,4, 0,3, 0,3, 0,3 e 0,2mgcm-2h-1, respectivamente, para 0,0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 e 0,5mol.L-1. Verifica-se que a taxa aumenta com um acréscimo inicial de íons sulfato, todavia, o seu valor tende a diminuir, mantendo-se constante, a partir da concentração de 0,2molL-1, sendo evidenciado um efeito próximo ao de ausência de sulfato adicional na concentração de 0,5mol.L-1. Para a concentração de 0,4molL-1, observa-se um comportamento distinto àqueles para as demais concentrações. É provável que esteja acontecendo processos diversos que incrementem a formação de óxidos aderentes à superfície. A concentração de íons Fe total tende a aumentar com o aumento da concentração de íons sulfato. É provável que estes exerçam ação fortemente complexante frente a íons Fe(II) e/ou Fe(III). As imagens da superfície das amostras de aço após o ensaio de imersão, obtidas por MEV, revelam que a corrosão é uniforme e que a ocorrência de pites é inibida. Por outro lado, observa-se que existe a tendência de formação de produtos de corrosão insolúveis sobre a superfície do aço. É provável que estes produtos sejam oriundos da reação dos íons Fe(II)/Fe(III) com os componentes da solução, próximos à superfície do aço.
CONCLUSÕES: Pode-se concluir que os íons sulfato afetam marcantemente a corrosão do aço, incrementando a formação de produtos insolúveis sobre a sua superfície. Estes produtos insolúveis dificultarão o ataque do ácido à superfície do aço proporcionando um decremento da taxa de corrosão deste, isto é, uma diminuição do seu desgaste e, conseqüentemente, um aumento de sua durabilidade.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à EMBRAPA Agroindústria Tropical pela realização das análises por microscopia eletrônica de varredura. Também, ao CNPq e à FUNCAP.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] LOUREIRO, C. R. O. et al. Efeito da chuva ácida em aços inoxidáveis coloridos. Revista da Escola de Minas, Ouro Preto, v. 60, n. 1, p. 45-48, janeiro, 2007.
[2] SILVA, R. C. B. da, FILHO,T. R. P. Corrosão do Aço Carbono em Meio Sulfato na Presença da Bactéria Salmonella anatum. Revista Matéria, a ser publicado, 2008.
[3] A EL-SAYED. A Study of the Inhibiting Action of Some Polymers on the Corrosion of Iron in Acidic Media. Corrosion, Prevention and Control, p. 27-34, fevereiro, 1996.
